Головна

Становлення і розвиток механіки грунтів і фундаментобудівництва.

  1.  Amp; 38. Підстава виникнення прав і обов'язків батьків і дітей. Встановлення походження дитини, народженої в шлюбі.
  2.  Amp; 39. Добровільне встановлення батьківства дитини, народженої поза шлюбом.
  3.  Amp; 41. Встановлення батьківства і материнства при застосуванні штучних методів репродукції людини.
  4.  Amp; 42. Встановлення факту батьківства і факту визнання батьківства.
  5.  Crisco: товар, який підштовхнув розвиток маркетингу
  6.  Distributed Password Recovery - високошвидкісне відновлення паролів
  7.  I Соціально-економічний розвиток США на рубежі XX-XXI ст.

Цивільне будівництво зародилося разом з першими великими поселеннями людини, має, по крайней мере, 4000-річну історію і за своїми цілями, а іноді і за своїми масштабами, було порівняти з сучасним.

Близько 2400 р. До н.е. е. був проритий канал між Тигром і Євфратом для поліпшення роботи зрошувальної системи, так як сезонний підйом води в Тігре відбувається раніше, ніж в Євфраті. Близько 1900 року до н. е. в Палестині (Гезер) був побудований підземний тунель від вододжерела до фортифікаційною спорудам. Приблизно в цей же час вірмени навчилися будувати "канати" (підземні водосховища); до VI ст. до н. е. ця техніка отримала широке поширення на Середньому Сході і складна система таких "канатів" була побудована в Персії. Греки будували довгі акведуки, в тому числі 1000-метровий тунель на Самос.

Водосховища, огороджених високими дамбами, були побудовані в стародавні часи в Південній Індії і не Цейлоні. "Гігантська цистерна" на Цейлоні, що датується 494 ??р. До н.е. е. мала площа 223 квадратні милі (рівну Женевського озера). Всі ці та багато інших стародавні споруди були призначені для поліпшення водопостачання сільського господарства і населених пунктів. У наш час вони б значилися під рубрикою "громадські роботи".

Оборонне будівництво послужило стимулом для зведення багатьох важливих споруд. В цьому відношенні найбільше враження справляє Велика китайська стіна довжиною 1500 миль і споруджена, головним чином, в III в. до н. е.

Іншими стимулами служили міркування престижного характеру. Єгипетські піраміди були збудовані в основному між 2700 і 2300 р.р. до н. е. В цей же період було споруджено і Великий Сфінкс Гізи. Спорудження цих монументів зажадало видобутку і транспортування величезної кількості добре обробленого каменю та застосування досконалої будівельної техніки.

Римляни, розвиваючи досягнення греків, стали майстерними інженерами. Будучи по суті практичними у своїх поглядах, вони будували споруди, призначені для задоволення своїх потреб, пересування і розваг. Водопостачання міст забезпечувалося довгими і складними системами трубопроводів, прокладеними частково під землею, частково через акведуки, що перетинають долини. Найбільш грандіозним є триярусний акведук Понт-дю-Гард в Провансаль (Франція). Він був побудований в 1 в. до н. е. і мав 275 м в довжину і 49 м у висоту. У Римі існувала ретельно спланована каналізаційна система, яка веде в так звану "клоака максима" з 3,6-метровим арочним склепінням. Ця система функціонує досі. Видовища відволікали римський народ від політики. З цією метою були побудовані арени, наприклад в Помпеях, або Колоссеум в Римі, відкритий в 80 р. Н.е. е. і вміщав 50 тис. глядачів.

В Європі цивільне будівництво здебільшого помітно поступалося римському за якістю і розмахом приблизно до кінця XVIII століття. Виняток становлять середньовічні собори і замки, що представляють значні явища, як в історії інженерної справи, так і архітектури, а також деякі мости, портові і берегові споруди середньовіччя.

На противагу інженерній справі, яке має вже 4000-річну історію, геологічна наука ледь налічує 200 років, а механіка грунтів - 80 років. Тим не менше будівельники і гірники античного періоду та середньовіччя мали вивчати шари гірських порід, з якими вони мали справу. Геологічна інформація накопичувалася древніми інженерами методом проб і помилок і була надбанням окремих фахівців.

Ще в I столітті до нашої ери римський архітектор та інженер Вітрувій в трактаті "Десять книг про архітектуру" підкреслював важливість пристрою надійних фундаментів, включаючи пальові. Наприклад, за свідченням давньоримського історика Корнелія Тацита (55-120 р.р.): "Хтось Отілії, вольноотпущенник, зважившись збудувати в Фіден амфітеатр для гладіаторських уявлень, з одного боку, не поклав фундаменту на міцному ґрунті, з іншого, не скріпив міцними спілками дерев'яних крокв ... Переповнені будівля прийшла в струс і, обрушився всередині або розсипаючись назовні, стрімголов захопило з собою і накрило величезну масу смертних, як дивилися на видовище, так і стоять колом амфітеатру ... ". В даному випадку, грунти під будівлею прийшли в рух, що і призвело до катастрофи.

Чи замислювалися ви над тим, скільки важать наші будівлі. Виявляється, що маса навіть порівняно невеликих житлових будинків заввишки 3-5 поверхів оцінюється досить значною цифрою в 4-15 тисяч тонн. Маса висотних будівель Москви досягає 200-300 тисяч тонн. Ось який вантаж має тримати на собі Земля на ділянці забудови. Тепер подивимося, що являє собою поверхню Землі. Вона складена самими різними гірськими породами (грунтами). Властивості цих грунтів залежать від походження і природних умов, в яких їм доводиться існувати. Так міцність зволоженою глини виявляється в 1000 разів менше залізобетону.

Без знань властивостей ґрунтів і їх поведінки під навантаженням неможливо здійснити будівництво будівель і споруд.

Часті випадки деформацій і пошкоджень будівель і споруд, заснованих на нескельних ґрунтах, спонукали до пошуків більш ефективних методів забезпечення їх довговічності і надійності. Спочатку будівельники прийшли до висновку, що розміри фундаментів і навантаження на них повинні визначатися в залежності від міцності грунтів основи, вважаючи, що значні опади, які становлять небезпеку для споруди, є порушенням міцності грунтів. На основі досвіду будівництва і спостережень за поведінкою споруд в більшості країн були складені таблиці так званих "допустимих тисків" на підстави, складені різними грунтами.

Ще в кінці XYIII століття міцність грунтів стали розглядати як їх опір зрушенню, і на цій основі Ш.Кулон в 1773 р розробив спосіб розрахунку тиску сповзає грунту на підпирають його стіну. Потім основні положення розрахунку були використані для визначення опору підстав руйнування при дії навантаження від споруди і для розрахунку стійкості укосів і схилів.

Однак, вже в першій половині XIX століття було встановлено, що ще до настання руйнування, підстава відчуває опади за рахунок ущільнення грунту під тиском споруди. У другій половині XIX століття була вирішена задача про розподіл напружень в основі (в 1885 р Був опублікований працю професора Ж. Буссінеска "Про розподіл напружень в пружною грунті від зосередженої сили"), що розглядається як пружний масив. Ця робота була використана вченими для визначення напруги в грунтах при різному їхньому завантаженні.

Професором П. А. Міняєва в 1915 р опублікована робота про застосування теорії пружності до розрахунку напружень в сипучих грунтах.

У 1923 р професор Н. П. Пузиревський запропонував "Загальну теорію напруженості землистий грунтів", застосувавши теорію пружності до розрахунку підстав.

Особливо значний прогрес в даній області був досягнутий завдяки роботам доктора К. Терцагі, який в 1923 р опублікував математично строге рішення про умови консолідації глин в часі під впливом прикладеної до них навантаження. Ця теорія була підтверджена експериментально і пояснює тривалий у часі хід опади споруд, зведених на повністю насичених водою глинистих ґрунтах. К. Терцагі являв собою рідкісний приклад інженера-будівельника з практичним ухилом, що поєднує величезний виробничий досвід з високою науковою підготовкою і духом наполегливого шукача. Крім теорії консолідації та інших оригінальних досліджень інженери-будівельники зобов'язані К. Терцагі також і першими спробами координувати і систематично застосовувати в практиці фундаментобудівництва результати інженерного вивчення ґрунтів, пов'язуючи їх польові властивості з безліччю встановлених для них показників. Термін "механіка грунтів" був запропонований їм в 1925 р, коли одна з його книг з'явилася під еквівалентним цьому терміну заголовком - "Будівельна механіка грунту на основі його фізичних властивостей". Аж до своєї смерті в 1963 р К. Терцагі залишався всесвітньо відомим і шанованим у всьому світі фахівцем.

На базі цих досліджень в 30-х роках XX століття створена наука механіка грунтів, що включає в себе розрахунково-теоретичні основи фундаментобудівництва.

Важливим внеском у вітчизняне фундаментобудуванню є роботи Н. М. Герсеванова. У монографії "Основи динаміки грунтової маси" в 1931 р Він сформулював диференціальні рівняння плоскої і просторової задач теорії консолідації грунтів і розробив деякі приватні їх вирішення.

Особливо важливими є роботи В. А. Флоріна. Їх результати узагальнені в монографії "Основи механіки грунтів" (1 і 2 том) 1 959, 1961 р.р. Особливу увагу В. А. Флоріна приділялася питанням теорії фільтраційної консолідації з урахуванням стисливості парової води.

Продовження робіт Ш. Кулона знайшло в роботах вітчизняних дослідників В. В. Соколовського "Статика сипучих тіл" 1942 р С. С. Голушкевіча і В. Г. Березанцева.

Велика роль у впровадженні механіки грунтів в практику вітчизняного гидростроительства належить професорам Н. Н. Іванову і Н. Н. Маслову.

Значним є внесок вітчизняних вчених в механіку регіональних видів грунтів:

грунтах - Н. Я. Денисову, Ю. М. Абелеві, В. Г. Буличов, А. К. Ларіонова, Р. А. Токарю;

мерзлих і вічній - Н. А. Цитовіч, М. І. Сумгіну, М. Н. Гольдштейну, С. С. Вяловим;

нерівномірно стисливих слабких глинистих ґрунтів - Б. Д. Васильєву, Б. І. Далматова, Н. А. Цитовіч, М. Ю. Абелеві, Н. Н. Маслову;

торф'яних грунтів - Л. С. Аморяну, Н. Н. Морарескулу.

Велике значення у формуванні російської школи фундаментобудівництва мали видатні роботи Н. М. Герсеванова, Н. А. Цитовіч, В. А. Флоріна, Н. П. Пузиревський, В. К. Дмоховського, Н. Н. Маслова, М. Н. Гольдштейна, К. Е. Єгорова, Б. І. Далматова і ін. з удосконалення конструкцій фундаментів і підстав і методів їх розрахунку. Дослідження повзучості ґрунтів висвітлені в роботах С. С. В'ялова, С. Р. Месчана, Ю. К. Зарецького.

Деформованість грунтів при динамічних впливах досліджували Д. Д. Баркан, П. Л. Іванов, Н. Н. Маслов, О. А. Савінов.

В області розрахунку фундаментних балок і плит на пружній основі заслуговують увагу роботи М. І. Горбунова-Посадова, І. А. Сімвуліді, Б. Н. Жемочкіна, А. П. Синіцина.

Численні дослідження присвячені оцінці спільної роботи несучих конструкцій споруд з деформується підставою (А. Н. Крилов, Г. Е. Проктор, Б. Д. Васильєв, С. Н. Клепіков, Д. Є. Польшин, П. П. Шагін).

Дослідження, виконані російськими вченими, послужили основою для створення теорії розрахунку і норм проектування основ за граничними станами.

Найважливішими досягненнями сучасної вітчизняної техніки фундаментобудівництва є застосування індустріальних методів монтажу фундаментів із збірних елементів заводського виготовлення і механізації фундаментостроітельних робіт, створення нових ефективних конструкцій паль і методів їх розрахунку, створення обладнання для буріння свердловин великого діаметру і влаштування паль з високою несучою здатністю, поява нових ефективних методів захисту котлованів від грунтових вод, відкриття надійних методів штучного закріплення ґрунтів у підставі багатоповерхових і стінах котлованів, розробка і впровадження нових раціональних конструкцій і способів пристрою масивних фундаментів глибокого закладення (метод "стіна в ґрунті", опускний колодязь, занурення оболонок).

Внаслідок різноманіття ґрунтових умов в підставах, велика кількість питань в області механіки грунтів і фундаментобудівництва ще не вирішено або вимагає подальшого вирішення з урахуванням законів діалектики.

Сучасне фундаментобудуванню характеризується, по-перше, розширюється будівництвом великих і важких споруд, передавальних на фундаменти величезні навантаження, що доходять у висотних будівлях і опорах мостів великих прольотів до декількох тисяч тонн на один фундамент; по-друге, широким використанням під забудову територій зі складними інженерно-геологічними умовами, особливо з вічній грунтами і потужними товщами слабких грунтів; по-третє, інтенсивно розвивається механізацією і індустріалізацією будівництва.

Надалі роль механіки грунтів в інженерній справі буде зростати, дозволяючи все більше і краще використовувати наукові досягнення теорії механіки грунтів і фундаментобудівництва в будівельній практиці.

Вартість фундаментів і підготовки підстав залежно від будівельного об'єкта і від умов здійснення будівництва коливається в широких межах від 5 до 35% загальної вартості будівництва.

У зв'язку з тим, що в період бурхливого розвитку будівництва витрати в області фундаментобудівництва величезні, економічний ефект від зусиль, спрямованих на удосконалення методів проектування і способів виконання робіт в області зведення фундаментів і підземних споруд буде дуже великою.

Спроби побудови єдиної моделі грунту, що дає відповідь на всі виникаючі при проектуванні і будівництві питання, свідомо неможливі. Одночасно для прийнятного спрощення розрахункових схем взаємодії споруди і підстави доводиться абстрагуватися від другорядних факторів, що впливають на роботу підстави.

Слід зазначити, що закономірності деформування різних типів грунтів (піщаних, глинистих, мерзлих) абсолютно різні. Нашарування різних грунтів в складі основи споруди бувають найрізноманітніші. Рішенням сукупності всіх цих питань займається наука механіка грунтів.

механіка грунтів - Механіка природних дисперсних (мелкораздробленного) тел становить частину загальної геомеханіки, В яку як складові частини входять механіка масивних гірських порід (Скельних) та механіка органічних і органо-мінеральних мас и механіка пухких гірських порід (грунтів).

Механіка грунтів це одночасно і один з розділів будівельної механіки, в яку покладено основи теоретичної механіки.

грунтами називаються всі пухкі гірські породи кори вивітрювання Землі незв'язні (сипучі) або зв'язкові, міцність зв'язків яких у багато разів менше міцності самих мінеральних часток.

Верхній шар природних грунтів, змінений спільною дією клімату, води, газів, рослинних і тваринних решток, являє собою ґрунт.

Розрахункові методи механіки грунтів засновані на теоретичних положеннях механіки твердого тіла, теорії пружності, теорії пластичності, реології і деяких інших спеціальних наук. Оскільки властивості реальних грунтів складні і різноманітні, ці методи розроблені стосовно до деяких ідеалізованим моделям, які можуть бути поширені на великі групи грунтів одного типу.

Механічні моделі описуються за допомогою математичних рівнянь (математичних моделей).

Найбільш загальною моделлю, використовуваної в даний час в механіці грунтів, є модель суцільного середовища, що припускає, що деформації матеріалу відбуваються без порушення цілісності та можуть бути описані безперервними функціями.

Суцільна середу описується, в основному, як квазіоднородная і квазіізотропная.

Квазіоднородной називається дисперсна середовище, в якому розміри диспергованих елементів багато менше, ніж розміри самого малого обсягу даного елемента, деформації якого є предметом досліджень.

Квазіізотропной вважається така дисперсная середовище, в якій найменший елемент обсягу містить анізотропні дисперговані елементи всіляких орієнтацій. У квазіізотропной середовищі зміна властивостей по будь-яких напрямах може розглядатися як однакове.

Моделі суцільного середовища підрозділяються в свою чергу на три самостійні моделі: твердого тіла Гука, пластичного тіла Сен-Венана і в'язкої рідини Ньютона, які відповідають трьом фундаментальним властивостям грунтів: пружності, пластичності і в'язкості.

 Склад курсу і його зв'язок з іншими дисциплінами. Основні завдання курсу. |  Перспективи розвитку механіки грунтів.

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати